Обсерватория Веры Рубин может помочь найти цель для «Новых горизонтов»
Исследование внешней части Солнечной системы может получить значительный импульс благодаря обсерватории Веры Рубин (VRO), которая начнет свою работу в конце 2025 года. Этот телескоп, оснащенный мощной камерой LSSTCam, проведет различные исследования, включая наблюдение за объектами пояса Койпера. Эти далекие и слабо освещенные объекты представляют собой одну из самых сложных задач для телескопа. Группа планетологов под руководством Дж. Дж. Кавелаарса из Исследовательского центра астрономии и астрофизики имени Герцберга в Канаде предложила использовать VRO для глубокого изучения объектов вдоль траектории полета космического аппарата New Horizons, который в настоящее время находится на расстоянии около 61 астрономической единицы от Земли и является единственным зондом, пересекающим пояс Койпера.
Предложенный обзор, названный «Deep Drilling», займет около 30 часов наблюдательного времени VRO, разделенных на шесть 5-часовых сеансов, которые будут проводиться с интервалом примерно в год, начиная с 2026 года. Основная цель этого исследования — определить орбиты примерно 700 объектов пояса Койпера (KBO, Kuiper Belt Objects). Предложение команды было опубликовано на сервере препринтов arXiv.
Исследование основывается на предыдущих открытиях объектов пояса Койпера, сделанных коллегой Кавелаарса Уэсли Фрейзером. В 2024 году Фрейзер и его команда сообщили об обнаружении 239 транснептуновых объектов в статье, опубликованной в The Planetary Science Journal.
Эти открытия были сделаны в рамках обзора New Horizons для далеких малых тел с использованием мозаичного устройства формирования изображений Hyper Suprime-Cam на телескопе Subaru. Команда Фрейзера обнаружила избыток очень слабых объектов на расстоянии более 70 астрономических единиц от Солнца.
Глубокий обзор с использованием VRO позволит обнаружить объекты, которые New Horizons сможет изучать на расстоянии. Кавелаарс отмечает, что объекты, пролетающие вблизи космического аппарата, будут встречаться гораздо реже. «Нам очень повезет, если один из них окажется достаточно близко для того, чтобы направить к нему космический аппарат, — сказал он. — Однако мы, по крайней мере, получим значительное количество объектов для наблюдения с New Horizons на больших расстояниях».
Одной из интересных возможностей является обнаружение еще одного контактного двойного объекта, подобного Аррокоту, мимо которого New Horizons пролетел в 2019 году. Кавелаарс предполагает, что из примерно 700 объектов, которые будут обнаружены в ходе глубокого обзора, многие окажутся двойными или контактными двойными системами. Хотя большинство из них не будут достаточно близки для пролета или даже дальних наблюдений, их обнаружение позволит ученым сделать вывод о том, что пояс Койпера более густонаселен, чем предполагают современные модели внешней части Солнечной системы.
Основная миссия обсерватории Веры Рубин, известная как Обзор пространства и времени (LSST), включает серию 30-секундных изображений поля площадью 9,6 квадратных градусов с использованием LSSTCam. Эти наблюдения будут чередоваться между различными фильтрами, чтобы получить полную информацию и «глубокий взгляд» на небо. В течение десяти лет VRO будет повторять этот процесс, проводя наблюдения с вершины горы в Чили. Ожидается, что результаты этого обзора предоставят самый масштабный астрономический «фильм» всех времен.
Предложение команды Кавелаарса дополняет основную миссию VRO, подчеркивая, что запланированный режим наблюдений позволит открыть беспрецедентное количество малых тел Солнечной системы, включая транснептуновые объекты (ТНО).
Это значительно расширит наши знания об их орбитах и физических свойствах. 30-часовой микрообзор пояса Койпера будет достаточным для определения положений и орбит KBO, что откроет возможности для наблюдений с помощью New Horizons и будущих космических миссий.
Кавелаарс выразил оптимизм по поводу того, что глубокий поиск с использованием VRO подтвердит популяцию объектов, о которой сообщил Фрейзер, и охарактеризует их орбитальное распределение. «Если в ходе поиска не будет обнаружено объектов для пролета, мы сможем использовать полученные данные для разработки целевого поиска с помощью космической обсерватории NANCY GRACE ROMAN после ее запуска», — добавил он. Это исследование может стать важным шагом в понимании структуры и эволюции внешней части Солнечной системы.